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LPC1227的远距离ZigBee无线网关设计

作者:时间:2011-11-15来源:网络收藏

摘要:介绍了一种基于GPRS和通信技术的节点的软硬件方法与实现方案。采用基于Cortex-M0内核的微控制器,结合GSM模块、芯片和2.4 GHz功率放大芯片,实现了GPRS网络、以太网和传感网络的互联。为测试功能,搭建了针对路灯节能、监控应用的上位机测试系统。测试表明,网关工作稳定,能够满足低成本、高实时性的要求。
关键词:无线网关;;CC2530;CC2591;EM310

引言
物联网被称为继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业第三次浪潮。它代表了下一代信息发展技术,被世界各国当作应对国际金融危机、振兴经济的重点技术领域。
物联网分为感知层、网络层、应用层,而无线网关节点则是实现感知层与网络层数据交互的桥梁,在物联网中具有特殊的地位。网关负责网络间的协议解析,不同网络类型的网络路由,网络数据的汇聚、存储、处理、转发等功能,成为物联网感知层与网络层不可缺少的纽带。因此出成本低、效率高、运行稳定的网关对物联网的推广有着重要的现实意义。

1 系统方案
本文的网关主要由高速微控制器射频收发模块、GSM通信模块EM310、AC—DC电源模块等组成。网关的系统结构如图1所示。

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/155537.htm

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为了满足网关低成本、高实时性的要求,网关的MCU采用基于Cortex-M0内核的LPC1227微控制器,该微控制器由NXP半导体公司设计,于2011年2月投入市场。微控制器可在高达45 MHz的CPU频率下运行,包含128 KB片内Flash存储器和8 KB数据存储器。512字节Flash擦除扇区带来了多种设计上的好处,同时该芯片有两个具备内部FIFO的UART。网关系统软件不采用任何嵌入式操作系统,利用最小的软件负载实现高实时性。
网关的ZigBee芯片采用TI公司的CC2530芯片,相对于当前使用较多的CC2430芯片,CC2530芯片的性价比更高。两种芯片的主要参数对比如表1所列。

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网关中扩展了配合CC2530芯片的射频前端芯片CC2591。CC2591是TI公司推出的工作频率为2.4GHz,面向低功耗与低电压无线应用,集成度很高的射频前端芯片。CC2591集成了可将输出功率提高+22 dBm的功率放大器以及可将接收机灵敏度提高+6 dBm的低噪声放大器,从而扩大了ZigBee无线网络的覆盖范围。
网关采用华为公司设计的EM310 GSM模块,该模块具备内置的TCP/IP协议栈,方便实现ZigBee无线传感网和以太网的数据交互。


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